人物访谈:对话北京大学郭少军教授

郭少军-照片郭少军,北京大学工学院材料科学与工程系、能源与资源工程系双聘研究员,博士生导师,国家青年千人计划学者,主要从事催化、新能源、传感器和光电材料等领域的研究。2014和2015年连续两次入选美国Thomson Reuters 公布的“全球高被引科学家名单”,2013至2015年任美国洛斯-阿拉莫斯国家实验室奥本海默杰出学者,2012年度中国科学院百篇优秀博士论文获得者,2010年作为优秀博士生代表参加德国林岛第六十届诺贝尔奖大会。目前共发表学术论文160余篇,31篇为ESI高引用学术论文,46篇学术论文影响因子大于10,30篇论文单篇引用超过100次,36次被Chemical & Engineering News, Science News, Science Daily, Brown News, Materials Today,Nano Energy和Physics News等刊物和网站专题评论。论文被引用11000余次,H因子为57。

  1. 请您简单介绍一下您的科研工作?

我们课题组主要是开展金属、碳、金属氧化物和半导体纳米晶的设计合成、性能调控及能源和传感器件应用等研究。研究核心是通过胶体化学的策略,控制功能纳米晶的尺寸、形状、成分、结构、微结构和表面应力等因素,提高新能源器件的能量密度、功率密度和稳定性,以及生物医疗器件的检测灵敏度和选择性。具体是:(1)通过两种不同的路径,工程化贵金属纳米晶和非贵金属纳米材料不断提升燃料电池催化剂的活性和稳定性;(2)设计异质结复合材料,提升锂/钠离子电池和锂硫电池的容量、倍率和稳定性;(3)设计先进的高性能电催化材料和生物探针材料,发展高灵敏度的生物传感器;(4)调控红外量子点和量子棒材料,实现多激子光电器件应用。研究目标是通过先进的材料设计概念,解决催化、新能源、传感器和光电材料等领域的关键性科学和工程性问题。

 

  1. 您认为科研人员最重要的品质是什么?

作为科研人员,特别是优秀的科研人员需要多方面优秀品质,例如宽广的胸怀、坚持、勤思考、严谨、质疑、合作与交流等。我个人感觉最重要的品质是坚持。科研工作者需要能坐得住,耐得住寂寞,需要通过不断地思考、花费更多的时间去坚持自己的研究方向和领域。伟大的作品,不是靠力量而是靠坚持才完成的。我相信,通过对自己喜欢的科研领域长期的坚持,终能有所收获。

 

  1. 在科研经历中是否有些趣事可以分享?

如果回顾下过去八年自己所做的科研,其实趣事还是蛮多的。但是印象最深刻地就是在实验中的一些偶然发现,往往这些结果是最与众不同的,可以揭示一些新的物理和化学现象,以及应用领域性能的提升。这些偶然后来想想其实更多的是对自己不断坚持的一种鼓励。特别是在新材料控制合成方面,有时候更需要这些偶然性。记得很清楚,有一次在做纳米晶合成的时候,一种表面活性剂的量不小心加多了,后来发现得到了从来没有出现过的一种新结构。而这个新结构给我后来的研究提供了非常好的新思路,在此基础上做了一系列深入和系统的研究工作。因此,很多趣事的来源,是对自己喜欢的科研的一种坚持和付出。

 

  1. 您对有志从事科学研究的学生有什么建议?

做科研是需要一定毅力和目标的。作为研究生最重要的是要培养自己的科研兴趣。首先要做到爱好科研,如果你想把科研作为自己未来一件很重要的事情,甚至终身事业,最重要的一件事情就是先培养自己对它的喜爱。通过查阅文献,你能了解并掌握国际上目前这个领域研究的热点、趋势和难点。当你理清思路后,需要更多的时间去思考,迸发新的IDEA,并通过跟导师交流,确定合理的研究方案来解决目前该领域的重大科学和工程性问题。另外在不断地科研积累过程中,大量文献阅读会对你确定研究思路、增加深入性有非常大的帮助,可以让你从不同的角度思考更深入的问题,有利于做出来更突出的科研成果。

 

  1. 您对您的研究领域有何展望?

能源危机和环境污染已成为阻碍人类社会可持续发展的重大问题,也是目前各国政府最为关注的问题,新型清洁能源的开发和利用是解决这一问题的重要途径。我们课题组目前主要的研究领域就是燃料电池和锂离子电池。电极材料是影响电池性能的最核心因素,高性能新材料的设计及调控,对于解决目前商品化电池能量密度低、功率密度低和稳定性差等问题具有重要意义。因此,我个人觉得在电池领域未来的研究应该考虑以下几点:(1)低成本合成路线制备高性能的催化材料,提升燃料电池阴阳极反应的活性和稳定性,特别是探索地球上储量丰富的材料,通过发现材料新的催化机制,使其催化性能与贵重稀少的铂纳米材料相当甚至更优,更好地提升燃料电池的商品化;(2)锂电材料方面,要设计更独特新颖的结构,提升锂/钠离子电池的容量、倍率和稳定性,特别是新的材料体系提升锂空和锂硫电池的稳定性。目前提升的关键是,考虑通过原位电镜技术探索电池材料充放电过程中的一些基本过程、原理和规律,特别可以考虑从电子、原子和分子相互作用方面,更好地理解高容量锂电池能量存储的原理。更为重要的是,希望通过这些深入的理解,为未来便携电子设备和电动汽车快速发展注入持久动力。

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